節(jié)水條件下冬小麥農(nóng)田蒸散規(guī)律及其模擬研究.pdf

1、農(nóng)田蒸散是田間水分運動的中心環(huán)節(jié)，蒸散觀測和蒸散量的估算是農(nóng)業(yè)節(jié)水研究的基礎，農(nóng)業(yè)節(jié)水措施的制定關鍵是需要準確測定和估算農(nóng)田的實際蒸散量。本文緊密結(jié)合當前節(jié)水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中采用的節(jié)水措施，其中包括不同灌溉制度、種植方式、秸稈覆蓋措施、耕作方式等，著重研究了不同農(nóng)業(yè)節(jié)水措施下冬小麥田間蒸散規(guī)律，闡明了對農(nóng)田蒸散過程影響的大氣、土壤和作物自身生物學指標的相互聯(lián)系。在此基礎上，應用世界糧農(nóng)組織(FAO)推薦的作物系數(shù)法對麥田實際蒸散量進行了綜

2、合模擬和比較。以期為合理地開發(fā)利用華北平原尤其是太行山前平原地區(qū)水資源，制定合理的灌溉制度和探索新型綜合農(nóng)業(yè)節(jié)水措施提供科學依據(jù)，節(jié)約有限的農(nóng)業(yè)水資源，提高農(nóng)業(yè)水分利用效率。
　　 本文試驗在中國科學院欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗站進行，以冬小麥(Triticum aestivumL.)為主要研究對象。采用大型蒸滲儀測定潛在蒸散條件下田間蒸散量并以此為標準檢驗模型的模擬精度。利用自制棵間小型蒸發(fā)器(Micro-lysimeter)測定農(nóng)

3、田土壤實際蒸發(fā)量，同時配合人工取土烘干稱重和中子儀及TDR測定土壤含水量，利用水量平衡法計算田間階段蒸散量。用冠層分析儀和人工方法測定冬小麥生物學指標，利用光量子儀測定作物群體冠層指標，同時結(jié)合地溫及氣象數(shù)據(jù)的實時自動測定，著重分析了各種節(jié)水措施下冬小麥田間蒸散變化差異。
　　 在田間試驗基礎上，經(jīng)分析和模擬得出以下幾點結(jié)論：
　　 1、在平水年，冬小麥全生育期蒸散量為504.6 mm-602.7 mm，是同期降雨量的4

4、.4-5.4倍。其中，蒸散量最大的時期在拔節(jié)期和灌漿期?？瞄g蒸發(fā)總量為139.2 mm-167.4 mm，占蒸散總量的36％?？瞄g蒸發(fā)主要集中在越冬前和返青到拔節(jié)期。
　　 2、不同灌溉制度下，蒸散量和棵間蒸發(fā)量隨著灌溉次數(shù)及灌溉量的增加而增大。旱作減少了棵間土壤水分蒸發(fā)，節(jié)水效果明顯。從0水到5水，平均蒸散強度分另是2.22 mmd-1,2.16 mm d-1,2.29 mm d-1,2.62 mm d-1,2.23 mm d

5、-1和2.51 mm d-1。灌溉量大的處理對表層(0-20 cm)土壤含水量影響幅度較大，而灌溉量少的處理對深層土壤蓄水量影響幅度大，節(jié)水灌溉條件下土壤水分得到充分利用。
　　 3、四種行距下，隨著行距加寬，棵間無效水分消耗和E/ET增加，縮小行距可以有效抑制棵間蒸發(fā)，并且可減小土壤水分波動，保持根系層土壤水分的持續(xù)、穩(wěn)定供應。
　　 4、秸稈覆蓋可以減少蒸發(fā)損耗，維持較高的土壤含水量，增加蒸騰量，提高作物水分利用效率

6、。少覆蓋和多覆蓋處理的平均日蒸發(fā)強度分別比對照降低31.6％和51.5％，多覆蓋比少覆蓋降低29.1％；不覆蓋、少覆蓋和多覆蓋的E/ET分別是44.2％，39.8％和35.6％，覆蓋表現(xiàn)出了明顯的保墑作用。同時秸稈覆蓋可影響土壤溫度，降低高溫，增加低溫，使地溫變化趨于穩(wěn)定緩和。
　　 5、不同耕作方式蒸散量的大小順序是深耕＞旋耕＞秸稈粉碎免耕＞全免耕。秸稈覆蓋免耕抑制棵間蒸發(fā)效果明顯，蒸發(fā)強度僅為傳統(tǒng)耕作的59％和旋耕的74％。

7、耕作方式對土壤蓄水的作用差異主要在作物生育前期，且主要影響耕層50 cm深的土壤剖面。
　　 6、冬小麥階段作物系數(shù)在初期階段，中期階段和成熟階段分別為Kcini=0.916，Kcmid=1.1769，Kcend=0.39。與實測值相比模擬較好，RMSE為1.27 mm d-1。雙作物系數(shù)估算Kc與實測Kc吻合較好，相關性達到極顯著。基于Penman-Monteith公式單作物系數(shù)法和雙作物系數(shù)法模擬作物蒸散量精度也較高。